confiabilidad lineas, centrales y redes

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA

PROPUESTA DE DEFINICIN DE TRMINOS DECONFIABILIDAD PARA CENTRALES DE

GENERACIN, LNEAS DE TRANSMISIN Y REDES DEDISTRIBUCIN.

PAUL ROBERTO GUTIRREZ GMEZ

Tesis previa la obtencin del titulo de Ingeniero Elctrico

Profesor Supervisor:

MILTON TOAPANTA

Quito - Ecuador

2000

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA

PROPUESTA DE DEFINICIN DE TRMINOS DE CONFIABILIDAD PARACENTRALES DE GENERACIN, LNEAS DE TRANSMISIN Y REDES DE

DISTRIBUCIN.

Tesis previa la obtencin del titulo de Ingeniero Elctrico

Paul Roberto Gutirrez Gmez

Quito Ecuador

Julio, 2000

CERTIFICACIN.

Certifico que la presente tesis

ha sido realizada en su totalidad

por el Seor: Paul Roberto Gutirrez Gmez

bajo mi direccin.

Director de Tesis

DEDICATORIA

A mi Padre Rafael, mi madre Mara, mis hermanos Sofa y Pepo

y a mis amigos de aula.

AGRADECIMIENTO.

A la Escuela Politcnica Nacional, en donde obtuve mi

formacin profesional y en especial al

Ing. Milln Toapanta que ha hecho posible finalizar el

presente trabajo de investigacin.

NDICE1. INTRODUCCIN 1

1.1. IMPORTANCIA DE LA CONFIABILIDAD EN UN

SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA 2

1.2. NDICES DE CONFIABILIDAD 7

2. MEDIDAS DE CONFIABILIDAD 10

2.1.CONCEPTOS BSICOS 10

2.2.CONFIABILIDAD 19

2.2.1. CONF1ABILJDAD 19

2.2.2. FUNCIN DE DISTRIBUCIN ACUMULADA 19

2.2.3. VALOR VERDADERO DE CONFIABILIDAD 20

2.2.4. VALORES VERDADEROS DE TASA DE FALLAS Y

DE TASAS INSTANTNEAS. 21

2.2.5. VALOR VERDADERO DE VIDA MEDIA 24

2.2.6. VALOR VERDADERO DE TIEMPO MEDIO ENTRE

FALLAS Y TIEMPO MEDIO ANTES DE LA FALLA 25

2.2.6.1. TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS 25

226.2.TIEMPO MEDIO ANTES DE LA FALLA 25

2.3.MODELOS DE FALLA 27

2.4.MEDIDAS DE CONFIABILIDAD OBSERVADAS 29

2.4.1. TIEMPO TOTAL ACUMULADO 29

2.4.2. CONFIABILIDAD DE COMPONENTES

NO REPARABLES. 30

2.4.3. CONFIABILIDAD DE COMPONENTES REPARABLES. 31

2.4.3. .DISPONIBILIDAD 32

2.4.3.2.INDISPONIBIL1DAD 32

2.4.3.3. /^DISPONIBILIDAD PROGRAMADA 33

2A3A.INDISPONIBILIDAD FORZADA 33

2.4.4. TASA DE FALLAS. 33

2.4.5. TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS. 34

2.4.6. TIEMPO MEDIO ANTES DE LA FALLA 34

2.4.7. TIEMPO MEDIO DE REPARACIN. 35

2.4.8. VIDA MEDIA 35

3. CONFIABILIDAD DE CENTRALES DE GENERACIN 363.1.INTRODUCCIN 36

> 3.2.CONCEPTOS BSICOS 37

3.3. DEFINICIN DE TIEMPOS 463.3.1 TIEMPO DE SALIDA 46

3.3.2 TIEMPO DE SERVICIO 46

3.3.3. TIEMPO DE RESERVA 46

3.3.4.TIEMPO DISPONIBLE. 46

3.3.5. DURACIN DE SALIDA FORZADA 473.3.6. DURACIN DE SALIDA PROGRAMADA 47

3.3.7. TIEMPO DEL PERIODO ESTADSTICO 47

3.4.DEFINICIN DE SALIDAS 483.4.1. SALIDA 48

3.4.2. SALIDA DE SERVICIO FORZADA 48

3.4.3. SALIDA FORZADA POR CAUSA TRANSITORIA 48

3.4.4. SALIDA FORZADA POR CA USA PERMANENTE 49

3.4.5. SALIDA DE SERVICIO FORZADA PARCIAL 49

3.4.6. SALIDA DE SERVICIO PROGRAMADA 49

3.4.7. SALIDA PLANEADA 49

3.5.DEFINICIN DE INTERRUPCIONES 50

3.5.1. INTERRUPCIN. 50

3.5.2. DURACIN DE LA INTERRUPCIN. 50

3.5.3. INTERRUPCIN FORZADA 50

3.5.4. INTERRUPCIN PROGRAMADA 50

3.5.5. INTERRUPCIN MOMENTNEA 51

3.5.6. INTERRUPCIN TEMPORAL 51

3.5.7. INTERRUPCIN SOSTENIDA 51

3.6.DEFINICIN DE FALLAS 52

3.6.1. FALLA 52

3.6.2. FALLA CATASTRFICA 52

3.6.3. FALLAS HUMANAS. 52

3.6.4. FALLAS DE EQUIPAMIENTOS DE POTENCIA 52

3.6.5. FALLAS DE EQUIPAMIENTOS DE PROTECCINY CONTROL 53

3.6.6. NMERO DE FALLAS. 53


3.7.NDICES DE OPERACIN 54

3.7.1. FOR 54

3.7.2. EFOR 55

3.7.3. DISPONIBILIDAD 55

3.7.4. DISPONIBILIDAD PARA GENERADORES. 55

3.7.5. DISPONIBILIDAD PARA UNIDADES GENERADORAS. 55


3.7.7. TASA DE FALLAS PARA GENERADORES. 56

3.7.8. TASA DE FALLAS PARA UNIDADES GENERADORAS. 57


3.7.10. TIEMPO MEDIO DE REPARACIN PARA

GENERADORES. 58

3.7.11. TIEMPO MEDIO DE REPARACIN PARA

UNIDADES GENERADORAS 58

3.8.NDICE DE CARGA 59

3.8. J. CURVA DE CARGA 59

3.8.2. CURVA DE DURACIN DE LA CARGA 60

3.8.3. PROBABILIDAD DE PRDIDA DE CARGA (LOLP) 61

3.8.4. NDICE DE CARGA PROMEDIO INTERRUMPIDA 62

4. CONFIABILIDAD DE LNEAS DE TRANSMISIN 644.1.INTRODUCCIN 644.2.CONCEPTOS BSICOS 65

4.3.CLASIFICACIN DE LAS INTERRUPCIONES 724.3.1. INTERRUPCIONES CONSIDERADAS. 73

4.3.2. CLASIFICACIN SEGN LA DURACIN. 734.3.3. CLASIFICACIN SEGN EL ORIGEN. 74

4.3.4. CLASIFICACIN SEGN LA CAUSA 74

4.3.5. CLASIFICACIN SEGN LAS CONDICIONES

CLIMTICAS. 77

4.4.NDICES DE OPERACIN 79

4.4.1. DISPONIBILIDAD 79

4.4.2. DISPONIBILIDAD PARA LNEAS DE TRANSMISIN. 79

4.4.3. DISPONIBILIDAD PARA TRANSFORMADORES. 80

4.4.4. DISPONIBILIDAD PARA REACTORES. 80


4.4.6. TASA DE FALLAS PARA LNEAS DE TRANSMISIN. 81

4.4.7. TASA DE FALLAS PARA TRANSFORMADORES. 82

4.4.8. TASA DE FALLAS PARA REACTORES. 82


4.4.10. TIEMPO MEDIO DE REPARA CIN DE LNEAS

DE TRANSMISIN. 83

4.4.11. NDICE DE PRDIDAS DE TRANSMISIN. 84

5. CONFIABILIDAD DE REDES DE DISTRIBUCIN 855.1. INTRODUCCIN 85

5.2. CONCEPTOS BSICOS 865.3. CLASIFICACIN DE LAS COMPONENTES DE UN SISTEMA DE

DISTRIBUCIN 915.3.1. GRUPO 1 92

5.3.2. GRUPO 2 92

5.4.CLASIFICACION DE LAS INTERRUPCIONES 96

5.4.1. INTERRUPCIONES CONSIDERADAS 96

5.4.2. CLASIFICACIN SEGN LA DURACIN. 97

5.4.3. CLASIFICACIN SEGN EL ORIGEN 98

5.4.4. CLASIFICACIN SEGN LA CAUSA 98

5.4.5. CLASIFICACIN SEGN EL NIVEL DE VOLTAJE 102

5.4.6. CLASIFICACIN SEGN LAS CONDICIONES

CLIMTICAS. 102

5.4.7 INTERRUPCIONES CA USADAS POR ERRORES

HUMANOS. 103

5.4.8 CLASIFICACIN DE ERRORES HUMANOS 1045.4.8.1. ERRORES DE DISEO. 105

5.4.8.2. ERRORES DE INSTALACIN. 106

5.4.8.3. ERRORES DE ACOPLAMIENTO 106

5.4.8.4. ERRORES DE INSPECCIN. 106

5.4.8.5. ERRORES DE OPERACIN. 107

5.4.8.6. ERRORES DE MANTENIMIENTO 107

5.5. NDICES DE OPERACIN 1085.5.1. TIEMPO DE INTERRUPCIN. 1085.5.2. NDICE EQUIVALENTE DE INTERRUPCIN. 108

5.5.3. DURACIN EQUIVALENTE DE INTERRUPCINPOR USUARIO 108

5.5.4. DURACIN EQUIVALENTE DE INTERRUPCINPOR POTENCIA INSTALADA 109

5.5.5. D URA CIN MEDIA DE INTERR U PC ION

POR USUARIO 110

5.5.6. DURACIN MEDIA DE INTERRUPCIN

POR POTENCIA INSTALADA 110

5.5.7. NDICE DE DISPONIBILIDAD DE SERVICIO (ASAI) 111

5.5.8. NDICE DE INDISPONIBILIDAD DE SER VICIO (ASUI) 111

5.5.9. NDICE DE ENERGA INTERRUMPIDA 112

5.5./a FRECUENCIA DE INTERRUPCIN. 112

5.5.yy. NDICE DE FRECUENCIA EQUIVALENTE

DE INTERRUPCIN. 112

5.5.12. NDICE DE FRECUENCIA EQUIVALENTE

DE INTERRUPCIN POR USUARIO 1135.5. y.?. NDICE DE FRECUENCIA EQUIVALENTE

DE INTERRUPCIN POR POTENCIA INSTALADA 113

5.5.14. NDICE DE CONFIABILIDAD POR USUARIO 114

5.5. y 5. NDICE DE CONFIABILIDAD POR POTENCIA 115

5.6. NDICES DE COSTOS 1165.6.2. NDICE DE COSTO DE CONFIABILIDAD 117

5.6.3. NDICE DE COSTO EFECTIVO 1186. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1 1 9

7. BIBLIOGRAFA 122

Sistemas Elctricos de Potencia IntroduccinConfiabilidad de SEP

INTRODUCCINLa evolucin que han experimentado los mercados elctricos en distintos pases luego

de los procesos de privatizacin de los agentes, ha puesto dentro de los tpicos de

inters de las empresas el desarrollo de herramientas y criterios que permitan entregar

seales econmicas adecuadas para la expansin suficiente de sus sistemas, ya que toda

empresa tiene como funcin fundamental minimizar sus costos sobre la base de

criterios de despacho econmico y confiabilidad.

Un pas como el nuestro, con recursos limitados debe hacer un uso adecuado de los

mismos en forma ptima. En base de esta consideracin, el diseo de un sistema

elctrico, su construccin y operacin deben ser realizados tomando en cuenta factores

econmicos y tcnicos que garanticen un equilibrio entre el costo del sistema y el grado

de seguridad del servicio elctrico.

Es por esto, que la confiabilidad de una componente, a mas de, determinar la

productividad operativa de la misma, as como los gastos de reparacin y

mantenimiento. Puede asimismo ser factor central para determinar el costo del ciclo de

vida de los diferentes elementos de un sistema elctrico de potencia.

El presente trabajo tiene por objetivo, presentar una definicin de trminos adecuadosde confiabilidad, que permitan monitorear el desempeo de los sistemas elctricos y de


los equipos comnmente utilizados por las centrales de generacin, lneas de

transmisin y redes de distribucin.

1.1. IMPORTANCIA DE LA CONFIABILIDAD EN UN SISTEMA

ELCTRICO DE POTENCIA

El suministro de energa elctrica es un servicio de utilidad pblica de inters nacional;

por tanto, es deber del Estado satisfacer directa o indirectamente las necesidades de

energa elctrica del pas, mediante el aprovechamiento ptimo de recursos naturales, de

conformidad con el Plan Nacional de Electrificacin 1998 - 2007.

El estado debe proporcionar al pas un servicio elctrico de alta calidad y confiabilidad

que garantice su desarrollo econmico y social, asegurar la confiabilidad, igualdad y

uso generalizado de los servicios e instalaciones de transmisin y distribucin de

electricidad.

La confiabilidad es uno de los mayores factores en el planeamiento, diseo, operacin y

mantenimiento de un sistema elctrico de potencia, por lo cul los distintos agentes del

MEM han visto necesario obtener la mayor cantidad de informacin sobre el sector

elctrico ecuatoriano, y en especial sobre este tema, ya que el uso de los recursos en

forma ptima tomando en cuenta factores tcnico econmicos hace posible minimizar

los costos y determinar la bondad de un sistema.

Sistemas Elctricos de Potencia IntroduccinConfabilidad de SEP

Por esto el CONELEC que es el ente encargado de elaborar el plan de electrificacin,

basado en el aprovechamiento ptimo de los recursos naturales, para lo cual mantendr

actualizado el inventario de los recursos energticos del pas, con fines de produccin

elctrica, a ms de los aspectos vinculados con la calidad de servicio determina que en

uno de los reglamentos como es el reglamento de despacho y operacin del sistema

nacional interconectado en el captulo II Art. 6 se hace referencia a la disponibilidad de

los agentes del MEM el cul dice lo siguiente:

El CENACE planificar la operacin del sistema a largo, mediano y corto plazo,

aplicando las Regulaciones y modelos matemticos aprobados por el CONELEC, para

lo cual considerar lo siguiente:

a) Las proyecciones de demanda de energa elctrica;

b) Los escenarios hidrolgicos preparados con base en la informacin

hidrolgica y climatolgica disponible y la entregada por los

generadores;

c) La disponibilidad de las unidades de generacin e interconexiones

internacionales;

d) La disponibilidad y restricciones operativas de las redes detransmisin y distribucin;

e) Las restricciones operativas impuestas por las caractersticas fsicas

del Sistema Nacional Interconectado;

f) La entrada en operacin de nuevas centrales de generacin;


g) Los costos de combustible, costos variables de administracin,

operacin y mantenimiento, los costos de arranque y parada; y, la

eficiencia trmica de las plantas termoelctricas;

h) El costo de restriccin del servicio.

i) El despacho de las unidades que utilizan energas renovables no

convencionales, en los trminos establecidos en el artculo 21 del

Reglamento para el funcionamiento del Mercado Elctrico Mayorista

Como resultado de la planificacin operativa se determinarn, entre otras variables de

inters: los costos incremntales de los diferentes recursos hidrulicos de generacin de

energa elctrica y los estimativos de los valores de costos marginales del sistema, los

costos de generacin estabilizados estacionalmente, los niveles de los embalses, la

generacin de las unidades trmicas e hidrulicas, los vertimientos de los embalses, los

mrgenes de reserva; y, los indicadores de la confiabilidad con la cual los sistemas de

generacin y transmisin suplirn la demanda. Esta informacin estar en disposicin

de los Agentes del MEM.

Es decir, ya en la planificacin operativa del S.N.I. se considera relevante la

determinacin de los ndices de confiabilidad de los diferentes agentes del MEM. Como

tambin en los objetivos de la ley de rgimen del sector elctrico los cules son

fundamentales de la poltica nacional en materia de distribucin de electricidad que se

hacen mencin a continuacin:


> Proporcionar al pas un servicio elctrico de alta calidad y confabilidad que

garantice su desarrollo econmico y social;

> Asegurar la confabilidad, igualdad y uso generalizado de los servicios e

instalaciones de transmisin y distribucin de electricidad.

Adems, el art. 9 y el art. 13 del Reglamento de Suministro del Servicio de Electricidad,

menciona la evaluacin y calidad del servicio elctrico al consumidor final.

Art. 9.- Evaluacin del servicio.- Los Distribuidores debern proporcionar el servicio

con los niveles de calidad acordes con lo exigido en la Ley, su Reglamento General,

este Reglamento y las Regulaciones pertinentes, para lo cual adecuarn progresivamente

sus instalaciones, organizacin, estructura y procedimientos tcnicos y comerciales.

La evaluacin de la prestacin del servicio se efectuar considerando los siguientes

aspectos:

1. Calidad del producto:

Nivel de Voltaje.

Perturbaciones.

Factor de Potencia.


2. Calidad del Servicio Tcnico:

Frecuencia de Interrupciones.

Duracin de Interrupciones.

3. Calidad del Servicio Comercial:

Atencin de Solicitudes de Servicio.

Atencin y Solucin de Reclamos.

Errores en Medicin y Facturacin.

El CONELEC emitir las Regulaciones que incluyan la modalidad, procedimientos de

evaluacin e ndices de calidad sobre los aspectos mencionados.

Calidad del Servicio Tcnico

Art. 13.- Continuidad de Servicio.- Los Distribuidores debern efectuar la

recopilacin de informacin relacionada con el registro de las interrupciones de Servicio

y la determinacin de los indicadores de continuidad de suministro. El registro de las

interrupciones deber efectuarse mediante un sistema cuya metodologa deber ser

desarrollada hasta alcanzar los ndices de calidad que se establezcan en las Regulaciones

pertinentes.

Una vez ms, la confabilidad y la determinacin de los ndices de continuidad es de

vital importancia para que una empresa o agente del MEM, cumpla con las

disposiciones y sea considerado dentro del marco legal elctrico.


1.2. NDICES DE CONFIABILIDAD

La aplicacin de los mtodos de probabilidad provee una prediccin cuantitativa del

perfeccionamiento de un sistema elctrico y otros eventos ms importantes como la

adecuada evaluacin de los niveles de confabilidad y proyectos alternativos.

La prediccin de la confiabilidad es un mtodo para determinar la cantidad de estados

que son esperados que ocurran y pueden ser usados como indicadores de los mritos

relativos de diseos alternativos propuestos con la estimacin de niveles

predeterminados de un adecuado perfeccionamiento. La ingeniera de la confiabilidad

es por esto mas que una medida una disciplina.

Para facilitar las predicciones de confiabilidad es necesario introducir ciertos ndices enla teora de la misma, los cules son en su mayora son magnitudes probabilsticas, de

tal manera que no es posible establecer valores exactos.

Es por esto, que se nombra a alguno de ellos a continuacin:

Probabilidad.

Es una medida del azar. Indica el nmero de veces, de un total, en las que ocurre un

evento determinado

7

Sistemas Elctricos de Potencia IntroduccinConfabilidad de SEP

Frecuencia.

Medida de la velocidad esperada de la repeticin de un evento especifico por unidad de

tiempo

Ejemplo: deficiencia de la capacidad de frecuencia = 0.2 eventos / ao

Duracin.

Es empleado para indicar el tiempo esperado en permanecer un estado especifico.

Ejemplo: promedio de la duracin de la capacidad deficiente

Tiempo medio.

Como el tiempo medio de la primera falla, tiempo medio entre fallas, duracin media de

las fallas

Probabilidad de prdida de carga. LOLP.

Este ndice es definido como l ms largo promedio del nmero de das en un perodo

de tiempo, en que la carga sobrepasa o excede la capacidad instalada disponible.


ndice de interrupcin de carga.

El promedio de MW de carga interrumpidos por unidad de tiempo, por unidad de carga

servida.

ndice de frecuencia de interrupcin al consumidor.

Nmero promedio de interrupciones por unidad de tiempo, experimentadas por el

consumidor.

ndice de duracin de interrupcin al consumidor.

Duracin promedio de la interrupcin al consumidor durante un perodo de tiempo

especificado.

ndice de interrupcin del consumidor.

Los MW - minuto de carga interrumpida por consumidor afectado por ao.

Sistemas Elctricos de Potencia. Medidas de ConfabilidadConfabilidad de SEP

MEDIDAS DE CONFABILIDAD

2.1. CONCEPTOS BSICOS

Los conceptos presentados a continuacin dan una mayor comprensin para el

desarrollo de los siguientes captulos.

2.1.1 ADITAMENTO.

Trmino de significado ms amplio, qu ser usado para denotar cualquier nivel de un

todo, por ejemplo, sistema, componente, etc.

2.1.2. AGENTES DEL MEM.

Personas naturales o jurdicas dedicadas a las actividades de generacin, al serviciopblico de distribucin o transmisin, Grandes Consumidores, as como quienes

realicen actividades de importacin y exportacin de energa.

10

Sistemas Elctricos de Potencia. Medidas de ConfiabilidadConfiabilidad de SEP

2.1.3. CENTRO NACIONAL DE CONTROL DE ENERGA (CENACE).

Corporacin Civil de derecho privado, sin fines de lucro, a cargo de la administracin

de las transacciones tcnicas y financieras del MEM, manteniendo condiciones de

seguridad y calidad de la operacin del Sistema Nacional Interconectado.

2.1.4. CENTRO DE CONTROL REGIONAL.

Organismo encargado de la supervisin y control de la operacin de la red elctrica en

una rea o regin definida.

2.1.5. CONSEJO NACIONAL DE ELECTRICIDAD (CONELEC).

Organismo de derecho pblico encargada de la planificacin, regulacin y control del

sector elctrico.

2.1.6. COMPONENTE

Un mecanismo que realiza una mayor funcin de operacin y que es considerada como

una entidad para propsitos de grabacin y anlisis de datos sobrecargados.

11


En confabilidad una componente es una entidad en un sistema determinado, que en el

curso de una evaluacin de confabilidad no puede ser dividido.

Algunos ejemplos de componentes son secciones de lnea, transformadores, capacitoresserie o reactores, capacitores paralelo o reactores, circuitos de apertura y barras de

seccionan! i ento

2.1.7. DEFECTO.

Imperfeccin en el estado de una componente, que puede resultar de la falla de la

propia componente o causada por otra. Los defectos pueden ser eliminados por

mantenimiento preventivo.

2.1.8. DESEMPEO.

Se puede considerar ei significado en dos aspectos:

> Sentido estricto. Caracterizado por el comportamiento frente a los ensayos

tpicos de recepcin, o tambin a la constatacin de que una determinada

componente se comporte de acuerdo a los valores garantizados o especificados

por el fabricante.

12

Sistemas Elctricos de Potencia. Medidas de ConfiabilidadConfabilidad de SEP

> Sentido amplio. Caracterizado no por el comportamiento durante los ensayos

de recepcin, ms bien se analiza su comportamiento en el campo donde estar

sujeto a operaciones no especificadas.

Toda componente ser analizado desde el sentido amplio.

2.1.9. FALLA

Trmino bsico que caracteriza el desempeo a trmino requerido de una componente,

la incapacidad de un elemento, para ejecutar cierto trabajo, dentro de los lmitesespecificados previamente.

Las fallas pueden ser evitadas por mantenimiento correctivo.

2.1.10. MANTENIMIENTO.

Conjunto de acciones y procedimientos encaminados a revisar y/o reparar undeterminado equipo para mantenerlo disponible y operando normalmente.

2.1.11. MANTENIMIENTO CORRECTIVO.

Es el mantenimiento que se da en un equipo para solucionar daos o fallas.

13


2.1.12. MANTENIMIENTO EMERGENTE.

Es el mantenimiento que se da en un equipo cuando durante su operacin se ha

producido una falla y se necesita que siga operando.

2.1.13. MANTENIMIENTO MAYOR U OVERHAUL.

Es el mantenimiento global que se realiza sobre un equipo del sistema, procurando que

luego de lo cual, opere como si se tratara de un nuevo equipo.

2.1.14. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.

Es un mantenimiento peridico que se realiza sobre los equipos para evitar la ocurrencia

de posibles fallas.

2.1.15. MANTENIMIENTO PROGRAMADO.

Es el mantenimiento de equipos que es reportado por las Empresas de Generacin,

Transmisin, Distribucin y Grandes Consumidores al CENACE para ser considerado

en la coordinacin integrada de mantenimientos.

14


2.1.16. MERCADO ELCTRICO MAYORISTA (MEM.

Es el mercado integrado por generadores, distribuidores y grandes consumidores, donde

se realizan transacciones de grandes bloques de energa elctrica. As mismo incluye la

exportacin e importacin de energa y potencia elctricas.

2.1.17. MERCADO A PLAZO.

Conjunto de transacciones pactadas en contratos a plazo, entre agentes del MercadoElctrico Mayorista.

2.1.18. MERCADO OCASIONAL.

Es el mercado de transacciones de energa a corto plazo, no incorporadas en contratos a

plazo de suministro de electricidad

2.1.19. OPERACIN.

Aplicacin del conjunto organizado de las tcnicas y procedimientos destinados al uso yfuncionamiento adecuado del equipo.

15

Sistemas Elctricos de Potencia. Medidas de ConfabilidadConfabilidaddeSEP

2.1.20. OPERACIN NORMAL.

Condicin en la que se cumple la continuidad y calidad establecida del servicio

elctrico.

2.1.21. OPERACIN DE EMERGENCIA.

Condicin de operacin fuera de lo normal.

2.1.22. OPERACIN EN TIEMPO REAL.

Operacin que realiza el CENACE mediante su Sistema SCADA.

2.1.23. PROCEDIMIENTOS DEL MEM.

Conjunto de procedimientos relacionados con la administracin de las transaccionesfinancieras del Mercado Elctrico Mayorista.

2.1.24. PROCEDIMIENTOS DE DESPACHO Y OPERACIN.

Conjunto de procedimientos relacionados con la administracin tcnica del MEM.

16


2.1.25. RECONEXION.

Es el procedimiento empleado para llevar un sistema de potencia de un estado de reposo

al estado de operacin normal de operacin.

2.1.26. REGLAMENTO DE DESPACHO Y OPERACIN.

Reglamento que establece las normas para la administracin tcnica de la operacin del

Sistema Nacional Interconectado y las obligaciones que deben satisfacer cada uno de los

Agentes en el Mercado Elctrico Mayorista.

2.1.27. RENDIMIENTO.

Es la capacidad que tienen las unidades de generacin de producir energa elctrica en

funcin del combustible que consumen. Para el caso de las unidades trmicas este valor

se expresa en kWh/galn, y para las unidades hidrulicas en kWh/m3.

2.1.28. REPOSICIN O RESTAURACIN DEL SISTEMA.

Es el procedimiento empleado para llevar al sistema de potencia de un estado de

emergencia al estado normal de operacin.

17

Sistemas Elctricos de Potencia. Medidas de ConfiabilidadConfiabilidaddeSEP

2.1.29. SALIDA

El concepto de salida esta ntimamente ligado a la idea de que una componente no esta

disponible para la operacin, esto puede ser causado por una falla o cualquier otra causa

Como se puede observar, el concepto de salida no influye en el desempeo del sistema

como un todo, pues est directamente ligado a poder causar una interrupcin de servicio

al usuario, dependiendo de la configuracin del sistema.

2.1.30. SISTEMA.

Grupo de componentes conectados de manera de permitir un flujo de potencia de unpunto a otro punto.

2.1.31. SISTEMA ELCTRICO.

Es el conjunto conformado por las centrales de generacin, el sistema de transmisin(lneas de alta tensin y subestaciones ) y las redes de distribucin , as como sus

equipos asociados.

2.1.32. SUMINISTRO.

Es el conjunto de actos y trabajos necesarios para proporcionar energa elctrica a cadausuario.


2.2. CONFIABILIDAD

2.2.1 CONFIABILIDAD.

Confiabilidad es la probabilidad de un dispositivo o de un sistema de desempear su

funcin adecuadamente, por un perodo de tiempo determinado, bajo determinadascondiciones de operacin

2.2.2. FUNCIN DE DISTRIBUCIN ACUMULADA.

Para una variable aleatoria continua X, la probabilidad de que su valor sea menor o

igual a un valor establecido, x, est dado por el valor de la funcin de distribucin

acumulada, F(x), de tal manera que:

La funcin de densidad de probabilidad, f (x), es definida:

OX

Cuando se representa el tiempo, se asume valores dentro del intervalo de cero al

infinito, por consiguiente se tiene:

[f(t}dt = F(t) = P[T > t]

19


oo

\t = i

siendo:

diNormalmente, se acostumbra a definir las siguientes caractersticas de Confiabilidad a

partirdeF(t)yf(t.

ndice de Confiabilidad

Tasas de fallas

Tiempo medio antes de la falla

Tiempo medio entre fallas

Vida media.

2.2.3 VALOR VERDADERO DE CONFIABILIDAD

La Confiabilidad como una definicin matemtica C ( t) es la probabilidad de que una

componente sobreviva por un tiempo t, o que su perodo de vida T exceda a un valor

estipulado t as se tiene:

c(t) = P[T > t]Que relaciona la funcin de distribucin acumulada, F (t) y basndose en lasdefiniciones anteriores se tiene.

= \-F(t)

20


Reemplazando

C(t) = 1 - \f(t)dto

En trminos de valores operables:

C(0 = N(t}N(0)

donde:

N ( t ) grupo de componentes que sobreviven a la prueba despus de un tiempo t

N ( O) nmero total de componentes de la muestra la inicio del perodo de tiempo t

2.2.4 VALORES VERDADEROS DE TASA DE FALLAS Y DE TASAS

INSTANTNEAS.

El valor verdadero de fallas, ( t i , 12), para un perodo de tiempo de t j a 2, es laprobabilidad condicionada, en un instante de tiempo ti , en un intervalo de tiempo

At = \ - t i , dado que sobrevive por un tiempo t], dividida por At, se tiene:

sustituyendo At - t2 - t i :

21

Sistemas Elctricos de Potencia. Medidas de ConfabilidadConfabilidaddeSEP

Si se considera que C(t) - 1 - F(t)

T

Ai [C(f,)]finalmente

donde X(t) es el valor verdadero de la tasa de fallas instantnea, que es l limite del

valor verdadero de la tasa de fallas, X (ti, (2), cuando At tiende a cero, es decir:

= limA/-0

lim ./>[/ < T < t + MIT > t]L J

r= hm

P(T>t)1 P\t < T < / + A/1hm . - - - ^

C(

Sistemas Elctricos de Potencia. Medidas de ConfabilidadConfiabilidad de SEP

Aplicando integrales:

De las ecuaciones:

3

dt

se obtiene:

/(O =Jy consecuentemente:

/(O

En trminos de valores operacionales, o valores verdaderos de tasa de fallas (tasa de

falla media) se tiene:

Como N(t|)-N(t2) es el nmero de fallas, se puede decir que el valor verdadero de latasa de fallas es la relacin del nmero de fallas, por unidad de intervalo de tiempo,

referida al nmero de componentes en el inicio del intervalo.

23


2.2.5. VALOR VERDADERO DE VIDA MEDIA.

El valor verdadero de vida media, Tmi, es el valor esperado, E(T), de vida de una

componente, es decir:

Para una variable aleatoria continua el tiempo de vida es:

00

Tml = J / . / ( )3 O

-dC(t)sustituyendo /(/) =

dt

ou

Tml = -\t.C-(t)dtO

Aplicando \udv = uv- \vdu :

00

Tml = \C(t)dtO

En trminos de valores operacionales:

Tml ~

donde t= es el tiempo de vida de la isima componente

24


2.2.6. VALOR VERDADERO DE TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS Y

TIEMPO MEDIO ANTES DE LA FALLA.

2.2.6.1. TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS (TMEF)

En un intervalo dado, el tiempo total de vida o funcionamiento de una cantidad de

componentes de las mismas caractersticas, dividido para el nmero total de fallas

dentro del intervalo considerado.

2.2.6.2. TIEMPO MEDIO ANTES DE LA FALLA.

Intervalo de tiempo anterior a la primera falla en un sistema que no tiene posibilidad de

reparacin.

Matemticamente se define de la siguiente manera:

Considerando que C(t) = 1 - F(t)

jjMTTF = \t.f(t)dt

reemplazando /(/) =di

25


ou

MTTF =-JtC()

Aplicando \udv = uv \vdu

oo

MTTF = J C ( ) 3

\o el caso de una distribucin exponencial y aplicando A(t) = .lnC(?)dt

MTTF = -

26

Sistemas Elctricos de Potencia.Confiabilidad de SEP

Medidas de Confiabilidad

2.3. MODELOS DE FALLA

La experiencia ha ido demostrando que componentes elctricos muestran una frecuencia

o tasa de falla que sigue un patrn determinado, est patrn determinado es mostrado ha

continuacin mediante la curva de BAERA o bathtub que relaciona la frecuencia de

falla y el tiempo de operacin de la componente.

u,PJQ . v. + /z.wf = 1 J

2.4,2. CONFIABILIDAD DE COMPONENTES NO REPARABLES.

Para un perodo de tiempo establecido, la confabilidad de componentes no reparables

es la relacin entre el nmero de componentes sobrevivientes a la prueba despus de un

perodo de tiempo t, y el nmero total de componentes de la muestra al inicio del

perodo.

n r rC(t\ ) ~ ~~~ ~ *

n n

donde:

n = nmero de componentes de la muestra al inicio del perodo de tiempo t.

r = nmero de componentes que fallaron durante el perodo de tiempo t

ti , t2 = limites del perodo de tiempo.

30

Sistemas Elctricos de Potencia.Confabilidad de SEP

Medidas de Confabilidad

2.4.3. CONFABILIDAD DE COMPONENTES REPARABLES.

Para un determinado perodo de tiempo, la Confabilidad de las componentes reparables

es la relacin entre el nmero de ocasiones que una componente funciona ( no-falla) y el

nmero total de ocasiones en que el desempeo fue observado:

qdonde:

q = nmero total de ocasiones en que el desempeo fue observado,

r = nmero total de ocasiones en que no hubo falla en el perodo

t" = intervalo de tiempo en que se hizo la observacin o el ensayo.

oQ

OI'HK ACIN

TIEMPO

FIG. 2.2. COMPONENTE CON REPARACIN NORMAL31


En la FIG. 2.2. se describe los tiempos de falla y los tiempos de operacin con los

cules se puede calcular los tiempos medios:

? = -n

Adems, el perodo promedio o tiempo medio entre fallas ( MTBF):

Y adems la disponibilidad como:

T q + r

2.4.3.1 DISPONIBILIDAD

La disponibilidad de operacin es el porcentaje del tiempo que una unidad estdisponible para producir electricidad, ya sea que el sistema la necesite o no.

2.4.3.2. INDISPONIBILIDAD

Se considera que un equipamiento est indisponible cuando est fuera de Servicio por

causa propia o por la de un equipo asociado a su proteccin o maniobra.

32

Sistemas Elctricos de Potencia. Medidas de ConfabilidadConflabilidad de SEP

2.4.3.3. INDISPONIBILIDAD PROGRAMADA

Todo equipamiento asociado al Servicio de Transporte de Energa Elctrica que se

encuentre fuera de Servicio como consecuencia de los Mantenimientos Programados

conforme los procedimientos establecidos para este efecto por el MEM, ser

considerado en condicin de Indisponibilidad Programada.

2.4.3.4. INDISPONIBILIDAD FORZADA

Todo equipamiento asociado al Servicio de Transporte de Energa Elctrica que se

encuentre fuera de Servicio sin que tal situacin, sea una orden de operacin impartida

por el MEM o en condicin de Indisponibilidad Programada, ser considerado en

condicin de Indisponibilidad Forzada.

2.4.4. TASA DE FALLAS.

Tasa de fallas es la relacin entre el nmero total de fallas, nmero de conjunto decomponentes, en un tiempo total acumulado, durante el cul el conjunto fue observado.

- r/L ~~Ta

donde:

r = nmero de fallas observadas en el perodo.

Ta = Tiempo total acumulado.

33


2.4.5. TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS.

Para un determinado perodo de vida de una componente, el tiempo medio entre fallas

es el valor medio de dos intervalos de tiempo ocurridos entre fallas consecutivas, esto

es, la relacin entre el tiempo total acumulado de observaciones y el nmero de fallas

ocurridas.

T =m

r

Donde:

r = numero de fallas observadas en el perodo.

Ta = tiempo total acumulado.

2.4.6. TIEMPO MEDIO ANTES DE LA FALLA.

Para observaciones limitadas por un perodo determinado, o tiempo medio antes de la

falla es la relacin entre el tiempo total de la muestra observada y el nmero total de

fallas de la muestra, durante el perodo en condiciones de trabajo previamenteespecificadas.

T 1T _


2.4.7. TIEMPO MEDIO DE REPARACIN.

Para un determinado perodo la vida de una componente, o tiempo medio de reparacin

es un valor medio entre dos perodos de tiempo de reparacin consecutivos, esto es, una

relacin entre el tiempo total acumulado de reparaciones observadas y el nmero de

reparaciones observadas.

Tarmr

r

Donde:

r' = nmero de reparaciones observadas por perodo.

Tar = Tiempo total acumulado de reparacin.

2.4.8. VIDA MEDIA.

Vida media de una componente es el valor medio de duraciones de tiempo ( para

componentes no reparables ) observados hasta que fallen todas las componentes, est

muestra de componentes esta bajo condiciones de operacin especificas.

T =-Y" tmL *Z-f/=l '

n

Donde:

t = tiempo de vida de la componente i

n = nmero total de componentes de la muestra.

35

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Centrales de GeneracinConfabilidaddeSEP.

CONFIABILIDAD DE CENTRALES DE

GENERACIN

3.1. INTRODUCCIN

El problema de la confiabilidad de la generacin es la de evaluar la habilidad de un

sistema de suministrar la demanda de carga, tomando en cuenta las fluctuaciones de

carga y los eventos casuales que afectan la capacidad de sus componentes.

Las componentes que forman ha estos subsistemas, pueden estar fuera de servicio ya

que ests pueden encontrarse en mantenimiento preventivo o correctivo o pueden

producirse desconexiones imprevistas de uno o ms componentes del sistema o de otros

sistemas.

En el caso de las centrales de generacin se tienen salidas de servicio debidas a falta de

energa primaria, problemas con la mquina motriz, fallas mecnicas internas del equipo

motriz, salidas de generadores, etc.

En todos estos casos, la salida de servicio de un elemento produce molestias y prdidas

para la Central de Generacin ya que no podr cubrir sus contratos con- los dems

36

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Centrales de GeneracinConfiabilidad de SEP.

agentes del MEM o en varios casos la de no ser programados debido a sus elevados

costos o su bajo nivel de Confiabilidad.

3.2. CONCEPTOS BSICOS.

3.2.1 AUTOGENERACIN.

Es la generacin de energa elctrica por una persona natural o jurdica destinada parasu propio consumo, cuya produccin no se coloca en el Sistema Nacional

Interconectado ni en un sistema aislado de transporte.

3.2.2. AUTOGENERADOR.

Es el generador independiente de energa elctrica destinada para su propio consumo,

pudiendo tener excedentes a disposicin de terceros o del mercado elctrico mayorista a

travs del sistema nacional de Transmisin, sistemas de distribucin o de los sistemas

aislados de transporte.

3.2.3. CENTRO NACIONAL DE CONTROL DE ENERGA (CENACE).

Corporacin Civil de derecho privado, sin fines de lucro, a cargo de la administracin

de las transacciones tcnicas y financieras del MEM, manteniendo condiciones de

seguridad y calidad de la operacin del Sistema Nacional Interconectado

37

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Centrales de GeneracinConfabilidaddeSEP.

3.2.4. CONSEJO NACIONAL DE ELECTRICIDAD (CONELEC ).

Organismo de derecho pblico encargada de la planificacin, regulacin y control del

sector elctrico.

3.2.5. DEMANDA.

Es la potencia requerida por un sistema o parte de l, promediada en un intervalo de

tiempo previamente establecido.

3.2.6. DEMANDA MXIMA.

Consumo mximo de potencia elctrica registrado en un perodo de tiempo

determinado

3.2.7. DESPACHO DE CARGA.

Operacin, supervisin y control de los recursos de generacin, interconexin y

transmisin del Sistema Nacional Interconectado

3.2.8. DESPACHO ECONMICO.

Es la asignacin especfica de carga de las unidades de generacin, para lograr el

suministro de energa de mayor economa en condiciones de contabilidad, atendiendo

38


las variaciones de la oferta y la demanda.

3.2.9. DESPACHO CENTRALIZADO.

Es el despacho que realizar el Cenace a todos los generadores que tengan una unidad

con capacidad nominal igual o mayor de 1 MW y que estn sincronizados o los que se

sincronizaren al Sistema Nacional Interconectado, los cuales realizarn sus

transacciones en el MEM.

3.2.10. DESPACHO PTIMO.

El despacho dentro de las mejores condiciones econmicas y tcnicas representa eldespacho ptimo para la etapa en estudio, para la determinacin del valor del agua

3.2.11. DISPONIBILIDAD.

Indica la probabilidad en que una unidad generadora se encuentra operando

satisfactoriamente o apto para operar.

3.2.12. ENERGA.

Es la demanda de potencia del sistema integrada en un intervalo de tiempo establecido.

39


3.2.13. ENERGA FIRME.

Es la produccin efectiva de una planta hidrulica, en un perodo dado, que en funcin

de los caudales mensuales aportados y la capacidad del reservorio, asegure una

probabilidad de ocurrencia del 90%.

3.2.14. ESTADO DISPONIBLE.

Estado en que una componente o una unidad generadora esta en operacin, o

desconectado del sistema listo para operar, con o sin restricciones.

3.2.15. ESTADO INDISPONIBLE.

Estado en que una componente o una unidad generadora esta desligada

3.2.16. ESCENARIO HIDROLGICO.

Son las condiciones esperadas bajo las cuales se desenvuelve la generacinhidroelctrica, y que le permitir determinar a esta, el programa de generacin.

3.2.17. GENERACIN.

Es la produccin de energa elctrica mediante la explotacin de una o varias centrales

de generacin elctrica de cualquier tipo.

40


3.2.18. GENERADOR.

Empresa elctrica o persona natural titular de una concesin o permiso o licencia para la

explotacin econmica de una o varias centrales de generacin elctrica de cualquier

tipo y que coloca su produccin total o parcialmente en el sistema de transmisin o en

la red de distribucin..

3.2.19. HORAS DISPONIBLES.

Sumatono de nmero de horas dentro del perodo estadstico considerado, en el cul la

unidad se encuentra en un estado disponible.

El clculo de las horas disponibles anuales se realiza de la siguiente manera:

LJDHD = HDx

HH

donde:

HDj =Nmero de horas disponibles, anuales.HD = Nmero de horas disponibles en el perodo estadstico.

HH - Nmero de horas comprendidas entre el dato de entrada en operacin y el dato

final del perodo estadstico.

HP = Nmero de horas del perodo estadstico.

41

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Centrales de GeneracinConfabilidad de SEP.

3.2.20. HORAS INDISPONIBLES (HI).

Sumatorio del nmero de horas dentro del perodo estadstico considerado, en el cul la

unidad se encuentra en un estado indisponible.

3.2.21. HORAS EN SERVICIO (HS).

Tiempo total en horas, que una unidad opera conectada a un sistema, con o sin

restricciones.

3.2.22. HORAS DEL PERODO ESTADSTICO (HP).

Tiempo total en horas, el perodo estadstico es considerado igual a 8760 horas para un

ao normal y 8784 horas para un ao bisiesto.

3.2.23. PERODO ESTADSTICO.

Es un intervalo de tiempo, en el cul se realizan las observaciones, o procesos de

clculo de los ndices de Confabilidad.

3.2.24. PIEZA MAYOR DE UN EQUIPO.

La pieza mayor de un equipo de una instalacin son la turbina, generador, condensador

y caldera.

42


3.2.25. PLAN DE ELECTRIFICACIN.

Es el documento formulado por el CONELEC en cumplimiento a lo dispuesto por la

Ley de Rgimen del sector Elctrico, para satisfacer la demanda de energa elctrica a

nivel nacional, que contiene la asignacin de reas geogrficas para empresas

distribuidoras as como la expectativa de expansin de los proyectos de generacin de

energa elctrica a nivel nacional.

3.2.26. POTENCIA EFECTIVA (CAP ACIDAD DE GENERACIN EFECTIVA).

Es el lmite mximo de potencia activa de una unidad generadora o de un grupo de

unidades generadoras que pueden proporcionar, en rgimen continuo, tomndose en

cuenta las limitaciones existentes en todo el perodo, no siendo consideradas las

limitaciones por causas externas a la unidad generadora.

3.2.27. POTENCIA INTERRUMPIDA.

Es una porcin de la potencia, en MW que estaba proporcionndose al usuario final, que

efectivamente es interrumpida en cada interrupcin.

3.2.28. POTENCIA DISPONIBLE.

Potencia efectiva del generador disponible para el despacho de carga en el S.N.I.

43


3.2.29. POTENCIA REACTIVA O REACTIVOS.

Es la potencia que no representa un consumo til, pero que aporta a las prdidas de

transporte y distribucin; y es determinante en el control de voltaje.

3.2.30. POTENCIA REMUNERABLE PUESTA A DISPOSICIN.

Es la cantidad de potencia activa que ser remunerada a cada generador

3.2.31. REPOSICIN O RESTAURACIN DEL SISTEMA.

Es el procedimiento empleado para llevar al sistema de potencia de un estado de

emergencia al estado normal de operacin.

3.2.32. TURBINA A GAS.

Dispositivo que usa aire comprimido que ingresa al sistema de combustin. Los gases

de la combustin se expanden a travs de la turbina y producen el movimiento (energa

cintica). Generalmente usan diesel (fuel oil No 2) y gas.

3.2.33. TURBINA A VAPOR.

Unidad motriz que transforma la energa calorfica en energa cintica. Utiliza vapor a

temperatura y presin altas, el mismo que es enviado a travs de unas boquillas a los

44

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Centrales de GeneracinConfabilidaddeSEP.

rodetes de la turbina para producir la rotacin o movimiento. Generalmente usa bunker

(fuel oil No 6).

3.2.34. UNIDAD GENERADORA.

Es la mquina rotatoria compuesta de un motor primario (turbina hidrulica, de vapor,

de gas y de motor diesel) acoplado a un generador elctrico. En algunos casos incluye la

caldera y el transformador de potencia

3.2.35. UNIDAD GENERADORA HIDRULICA

Conjunto de componentes, tales como: generador, turbina, sus auxiliares, incluyendo losequipamientos de control de compuertas, o sus accesorios de supervisin, proteccin y

control, comprendidos entre la toma de agua y el tubo de succin, adems, de los

dispositivos de desconexin de la unidad.

3.2.36. UNIDAD GENERADORA TRMICA.

Conjunto de componentes, tales como: generador, turbina, sus auxiliares o susaccesorios de supervisin, proteccin y control, comprendidos entre los dispositivos de

desconexin de la unidad generadora, incluyendo el sistema de decremento de

combustible.

45


3.3. DEFINICIN DE TIEMPOS.

3.3.1. TIEMPO DE SALIDA.

El tiempo de salida para una salida forzada o programada es el perodo de tiempo

durante el cul el equipo se encuentra indisponible por causa de una salida de servicio

forzada o programada.

3.3.2. TIEMPO DE SERVICIO.

Tiempo de servicio, o tiempo en operacin, es el tiempo total en horas o das durante el

cul una Unidad Generadora, se encuentra en servicio, sincronizada con el sistema.

3.3.3. TIEMPO DE RESERVA.

Tiempo de reserva, es el tiempo en el cul una unidad generadora se encuentra

disponible pero no en operacin.

3.3.4. TIEMPO DISPONIBLE.

Tiempo disponible, es la suma de tiempo en horas o das del tiempo de servicio y el

tiempo de reserva.

46


3.3.5. DURACIN DE SALIDA FORZADA ( HORAS).

La duracin de una salida forzada, es el perodo de tiempo que inicia cuando la

instalacin no se encuentra sincronizada con el sistema y termina cuando la instalacin

se encuentra disponible.

Si el equipo regresa inmediatamente al servicio despus que se han realizado las

reparaciones adecuadas, la salida de servicio forzada termina cuando la unidad es

sincronizada con el sistema.

3.3.6. DURACIN DE SALIDA PROGRAMADA. ( HORAS).

La duracin de una salida programada, es el perodo de tiempo que inicia cuando la

instalacin no se encuentra sincronizada con el sistema y termina cuando la instalacin

se encuentra disponible.

3.3.7. TIEMPO DEL PERODO ESTADSTICO.

Tiempo total en horas, el perodo estadstico es considerado igual a 8760 horas para un

ao normal y 8784 horas para un ao bisiesto.

47


3.4. DEFINICIN DE SALIDAS

3.4.1. SALIDA

Una salida de servicio, define el estado de una componente que no esta disponible para

desempear su funcin especifica, debido a un evento asociado directamente con esa

componente.

Una salida puede ser causa o no de una interrupcin de servicio a los usuarios,

dependiendo de la configuracin del sistema.

3.4.2. SALIDA DE SERVICIO FORZADA.

La salida de servicio forzada es una salida que resulta de condiciones de emergencia,

operacin inadecuada del equipo, errores humanos, directamente asociadas con una

componente, requiriendo que la componente sea sacada fuera de servicio

inmediatamente, en forma automtica o de manera manual.

3.4.3. SALIDA FORZADA POR CAUSA TRANSITORIA.

Salida forzada pasajera, es una salida de una componente cuya causa es inmediatamenteauto despejada, de tal manera que la componente afectada puede ser restaurada alservicio automticamente, o tan pronto se puede dar el recierre de un interruptor, o de

un disyuntor o el reemplazo de un fusible.

48


3.4.4. SALIDA FORZADA POR CAUSA PERMANENTE.

Salida forzada permanente, es una salida de una componente cuya causa no puede ser

inmediatamente auto despejada, pero puede ser corregida, reparada o reemplazada, paraser puesto nuevamente en servicio.

3.4.5. SALIDA DE SERVICIO FORZADA PARCIAL

Es una reduccin de la capacidad de una instalacin o una parte de un equipo mayor,

resultado de una salida forzada de una componente o de las condiciones de la parte de la

componente.

3.4.6. SALIDA DE SERVICIO PROGRAMADA.

La salida de servicio programada es una salida que resulta cuando una componente es

deliberadamente sacada de servicio en un perodo de tiempo determinado, usualmente

para propsitos de construccin, mantenimiento preventivo, o reparacin.

3.4.7. SALIDA PLANEADA.

Es una salida programada cuyo dato de salida es controlado, es decir, est salida puede

ser propuesta para cierta estacin o perodo determinado.

49


3.5. DEFINICIN DE INTERRUPCIONES

3.5.1. INTERRUPCIN.

Una interrupcin es la insatisfaccin de la demanda de uno o ms usuarios o equipos, y

esto es resultado de la salida de servicio de una o ms componentes, dependiendo de la

configuracin del sistema.

3.5.2. DURACIN DE LA INTERRUPCIN.

La duracin de la interrupcin es el perodo tomado desde la iniciacin de una

interrupcin del suministro de energa al usuario o instalaciones, hasta que el servicio ha

sido restaurado al usuario o instalacin.

3.5.3. INTERRUPCIN FORZADA.

Una interrupcin forzada, es una interrupcin causada por una salida forzada.

3.5.4. INTERRUPCIN PROGRAMADA.

Una interrupcin programada, es una interrupcin causada por una salida programada

que causa una insatisfaccin de la demanda.

50

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Centrales de GeneracinConfabilidaddeSEP.

3.5.5. INTERRUPCIN MOMENTNEA.

Una interrupcin momentnea, es una interrupcin que tiene una duracin limitada

( segundos o pocos minutos), el periodo requerido para restaurar el servicio ya sea por

operaciones automticas, por control supervisorio o maniobra donde se encuentre un

operador inmediatamente disponible.

3.5.6. INTERRUPCIN TEMPORAL.

Una interrupcin temporal, es una interrupcin que tiene una duracin limitada

(horas), el periodo requerido para restaurar el servicio ya sea por operaciones

automticas, por control supervisorio o maniobra donde no se encuentre un operador

inmediatamente disponible.

3.5.7. INTERRUPCIN SOSTENIDA.

Una interrupcin sostenida, es una interrupcin no clasificada como interrupcin

momentnea o temporal.

51

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Centrales de GeneracinConfabilidad de SEP.

3,6. DEFINICIN DE FALLAS

3.6.1. FALLA.

Una falla es la falta de habilidad de una componente de desempear una funcin

requerida o de ejecutar dicha funcin cuando se requiera, exigiendo para su retorno unintervalo de operacin una inspeccin de mantenimiento.

3.6.2. FALLA CATASTRFICA.

Se denomina falla catastrfica a la primera falla de un sistema que no tiene posibilidad

de reparacin.

3.6.3. FALLAS HUMANAS.

Fallas accidentales, errores de operacin, errores de mantenimiento.

3.6.4. FALLAS DE EQUIPAMIENTOS DE POTENCIA.

Fallas por defectos de generadores, transformadores, reactores, compensadores

sncronos o estticos, bancos de capacitores y dems componentes de una central de

generacin.

52

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Centrales de GeneracinConfiabilidad de SEP.

3.6.5. FALLAS DE EQUIPAMIENTOS DE PROTECCIN Y CONTROL.

Fallas en equipamientos de proteccin, en servicios auxiliares y en sistemas de control

que son parte de una central de generacin.

3.6.6. NMERO DE FALLAS.

Sumatoria de fallas de una componente, ocurrida durante un perodo estadstico.

3.6.7. TASA DE FALLAS

Es la medida del nmero de fallas de una componente, en las horas de servicio de un

perodo estadstico.

Nmero de fallas verificadas en el perodoTASA=

Nmero de equipamientos verificadas x unidad de tiempo

53


3.7. NDICES DE OPERACIN.

La vida de una central de generacin no es tan simple de describir como se hace en la

curva descrita en el captulo anterior, es decir en dos estados: en servicio y en

reparacin.

Un trmino tradicional para describir una unidad no disponible es la proporcin de

salida forzada (FOR):

3.7.1. FOR ( PROPORCIN DE SALIDA FORZADA

Horas de salida forzadaFOR =

( Horas de salida forzada + horas de servicio)

Unidad dimensional = adimensional.

Considerando un estado de que la unidad no trabaje a plena capacidad, es decir,trabajando a una capacidad reducida, se define, un ndice equivalente llamado EFOR.

3.7.2. EFOR ( PROPORCIN DE SALIDA FORZADA EQUIVALENTE)

(horas de salida forzada + horas equivalentes de salida forzada)EFOR =

(horas de salida forzada + horas de servicio)unidad dimensional = adimensional

las horas de servicio incluyen tambin los periodos de salidas parciales.

54



ndica la probabilidad en que una unidad generadora se encuentra operando

satisfactoriamente o apto para operar

horas disponibles del perodo estadsticoDISPONIBILIDAD =

horas del perodo estadstico

unidad dimensional = adimensional

3.7.4. DISPONIBILIDAD PARA GENERADORES.

f-fDDISPG = -xlOO

HP

donde:

DISPG = Disponibilidad para generadores.

3.7.5. DISPONIBILIDAD PARA UNIDADES GENERADORAS

DISPU = ~ JT100

donde:

DISPU = Disponibilidad para unidad generadora.

Pe() = Potencia efectiva del equipamiento (i) en MW

i = contador de nmero de equipamiento (n).

55


3.7.6. TASA DE FALLAS

Se define como la probabilidad del equipamiento o de una unidad generadora de

presentar una falla en el perodo estadstico.



Unidad dimensional - fallas / ( equipamiento x ao)

El clculo de la Tasa de fallas de equipamientos, deber ser usado siempre un valor

anualizado de HP o perodo estadstico, considerando los doce ltimos meses es decir

8760 horas.

3.7.7. TASA DE FALLAS PARA GENERADORES.

nmero de fallasHS

donde;

TFG = Tasa de fallas para generadores.

56

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Centrales de GeneracinConfiabilidad de SEP.

3.7.8. TASA DE FALLAS PARA UNIDADES GENERADORAS.

nmero de fallas TFU = -^ - - - x 8760

donde:

TFU = Tasa de fallas para unidades generadoras.

HS = Nmero de horas de servicio de la unidad "i".


Se define como el valor medio entre dos perodos de tiempo de reparacin consecutivos

Tmr = nmero de fallas

unidad dimensional = horas

donde:

Tmr= Tiempo medio de reparacin.

HIRi- Nmero de horas en que una componente, se encuentra indisponible para operar

o se encuentra en mantenimiento debido a un evento i

57


3.7.10. TIEMPO MEDIO DE REPARACIN DE GENERADORES

ZHIR,nmero de fallas

donde:

TmrG - Tiempo medio de reparacin de generadores.

3.7.11. TIEMPO MEDIO DE REPARACIN PARA UNIDADES

GENERADORAS.

ZHIR,T - 1mrU ~ n

nmero de fallasi=l

donde:

Tmru= Tiempo medio de reparacin para unidad generadora.

58

Sistemas Elctricos de Potencia.Confiabilidad de SEP.

Confabilidad de Centrales de Generacin

3.8. NDICE DE CARGA

En los diferentes estudios de planificacin de generacin, se hace necesario lograr el

equilibrio entre generacin disponible y la demanda de carga.

Por esto se hace necesario, combinar un modelo de capacidad con un modelo de carga.

3.8.1. CURVA DE CARGA.

1 - I- f. -.- 1 ', - !'

IMu

FIG. 3.1. CURVA DE CARGA

La FIG. 3.1. es la representacin de la variacin de la demanda respecto al tiempo, esta

puede ser en MW o MVA y los perodos de estudio pueden ir desde horas hasta aos, de

acuerdo a las necesidades de los diferentes agentes del MEM.

59

Sistemas Elctricos de Potencia.Confabilidad de SEP.

Confiabilidad de Centrales de Generacin

3.8.2. CURVA DE DURACIN DE LA CARGA.

uztuOex

1600

1400

1200

1000

800 -

600

400 -

200

Demanda Mxima

| " |

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

DA

FIG. 3.2. CURVA DE DURACIN DE LA CARGA

La FIG. 3.2. es la representacin de la variacin de la demanda en forma descendente

respecto al tiempo, esta puede ser en MW o MVA y los perodos de estudio pueden ir

desde horas hasta aos, de acuerdo a las necesidades de los diferentes agentes del MEM.

60

Sistemas Elctricos de Potencia,ConfabilidaddeSEP.


3.8.3. PROBABILIDAD DE PERDIDA DE CARGA. ( LOLP )

La probabilidad de prdida de carga LOLP se define como la probabilidad de que la

carga del sistema exceda la capacidad de generacin disponible bajo la consideracin deque la carga pico de cada da dura todo el da.

Es una de las tcnicas ms populares para la evaluacin de la confiabilidad de la

capacidad de generacin. Est es relativamente fcil de apreciar y aplicar al anlisis de

configuraciones de equipos para determinar los efectos en un sistema de generacin.

1500

1400

1300

1200

1100

tuHOIX

1000

900

800

700

600

5001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

DAFIG. 3.3. CURVA DE DURACIN DE CARGA

61

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Centrales de GeneracinConfabilidad de SEP.

De donde se puede obtener:

LOLP = Y P[C = Cj]P[L > C,] = YY ' 100

donde:

Cj = Capacidad de generacin remanentetj = porcentaje de tiempo durante el cul la demanda de carga excede Q

La medida es obtenida expresada en unidades de das / ao, en cuyo caso se nota LOLP0

y es numricamente igual a LOLP multiplicado por 365.

3.8.4. NDICE DE CARGA PROMEDIO INTERRUMPIDA.

Este ndice se obtiene de la siguiente manera:

> 1.

L =Lpxfcdonde:

L = ndice de carga promedio interrumpida

Lp = Demanda mxima,

fe = Factor de carga.

62



2.

u2-uE-OCU

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

5001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

DA

FIG. 3.4. CURVA DE DURACIN DE CARGA

/, =EdHP

donde:

LJ - ndice de carga promedio interrumpida.

Ed = Energa total en el perodo estadstico.

HP = Horas del perodo estadstico.

63

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Lneas de TransmisinConfiabilidaddeSEP

CONFIABILIDAD DE LINEAS DE

TRANSMISIN

4.1. INTRODUCCIN

Las Lneas de Transmisin, representan uno de los factores de mayor importancia en el

desarrollo econmico de un pas, sobre todo si dicho pas se encuentra en condiciones

de crecimiento permanente de la demanda anual del servicio de energa elctrica.

Como factor de desarrollo, las Lneas de Transmisin se deben disear y operar de tal

manera que cumplan, con los estndares internacionales de calidad, confabilidad y

seguridad en la transferencia de energa elctrica desde los Centros de Generacin hasta

los clientes. Estos requisitos son esenciales, sin embargo, las Lneas de Transmisin son

vulnerables a diversos fenmenos que se generan dentro y fuera de la red y que pueden

dar como resultado la falla en el suministro de energa.

Para lograr la calidad, confabilidad y seguridad de las redes elctricas, se debe tener el

conocimiento pleno de todos y cada uno de los factores que inciden en ellas, lo cual se

logra por medio de diversos estudios de ingeniera y por una gran cantidad de pruebas

64

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Lneas de TransmisinConfiabilidad de SEP

experimentales al nivel de laboratorio y campo. De entre los diversos factores que

inciden en las lneas de transmisin, se pueden destacar los debidos a las condiciones

ambientales, como son: las descargas atmosfricas, la lluvia, el viento, la

contaminacin, etc.

Ser responsabilidad del Transmisor, el cumplimiento de los criterios de calidad,

seguridad y Confiabilidad, as como lo establecido en los Procedimientos de Despacho y

Operacin, preservando la integridad de las personas y de las instalaciones.

4.2.CONCEPTOS BSICOS.

4.2.1. ABRIR o DESCONECTAR.

Interrumpir el paso de la corriente elctrica.

4.2.2. ACCESO LIBRE.

Conexin y uso no discriminatorio de la red de transmisin o de distribucin.

4.2.3. CALIDAD.

Caracterstica del servicio referida a la regulacin de voltaje y frecuencia.

65

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Lneas de TransmisinConfabilidad de SEP

4.2.4. CASO FORTUITO.

Accin de las fuerzas de la naturaleza que no hayan podido preverse o que previstas

no hayan podido ser evitadas.

4.2.5. CERRAR O CONECTAR.

Unir una parte del equipo para permitir el paso de la corriente elctrica.

4.2.6. DISPARO.

Apertura automtica de un dispositivo por funcionamiento de la proteccin para

desconectar una parte del sistema.

4.2.7. FACTOR DE NODO O FACTOR NODAL.

En un nodo de la red, es la variacin que tienen las prdidas marginales de transmisin

producidas entre dicho nodo y la barra de mercado ante una variacin de la inyeccin o

retiro de potencia en ese nodo.

4.2.8. FUERZA MAYOR.

De conformidad con lo establecido en l articulo 30 del Cdigo Civil es la accin de un

tercero a la que razonablemente no se puede resistir, incluyendo en este caso, huelga

66


conmocin civil u otros de carcter general, que tenga directa o indirecta incidencia en

el cumplimiento de las actividades del Servicio elctrico de distribucin.

4.2.9. LEY.

Es la LEY DE RGIMEN DEL SECTOR ELCTRICO promulgada en el RegistroOficial 43 (suplemento) del 10 de octubre de 1996, y sus reformas hasta abril del 2000.

4.2.10. LNEA DE TRANSMISIN.

Es un tramo radial entre dos subestaciones consistente de un conjunto de estructuras,conductores y accesorios que forman una o ms ternas de conductores disertadas para

operar a voltajes mayores de 90 KV. Las lneas de transmisin son de propiedad de laEmpresa nica de Transmisin ( TRANSELECTRIC).

4.2.11. MANIOBRA.

Acciones ejecutadas sobre el sistema, hechas por un operador directamente o a controlremoto, para accionar algn elemento que pueda cambiar el estado o funcionamiento del

sistema, ya sea este elemento elctrico, neumtico, hidrulico o de cualquier otra ndole.

4.2.12. MANIOBRAS DE EMERGENCIA.

Maniobra que se realiza cuando el sistema opera fuera de lo normal, generalmente en un

proceso de restauracin o reposicin del servicio.

67

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Lneas de TransmisinConfiabilidad de SEP

4.2.13. MANIOBRAS DE OPERACIN NORMAL.

Maniobra que se realiza cuando el sistema est operando normalmente.

4.2.14. PUNTO DE ENTREGA.

Se entender como tal, el lado de la carga del sistema de medicin, es decir, los

terminales de carga del medidor en los sistemas de medicin directa y, adems, el lado

secundario de los transformadores de corriente en los sistemas de medicin indirecta o

semindirecta, independientemente de donde estn ubicados los transformadores de

tensin

4.2.15. RESTRICCIONES OPERATIVAS.

Limitaciones impuestas por la red de Transmisin o por los Agentes del MEM que

impiden la ejecucin del despacho econmico y ocasionan diferencias entre laproduccin prevista de los generadores en el despacho econmico y el despacho real o

incluso la operacin de plantas diferentes a las que haban sido consideradas en el

despacho econmico.

68

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Lneas de TransmisinConflabilidad de SEP

4.2.16. RESTRICCIN OPERATIVA GLOBAL.

Generacin forzada requerida para dar soporte de voltaje o estabilidad al SistemaNacional de Transmisin a nivel de 230 KV. Esta generacin permite superar las

restricciones operativas impuestas por las caractersticas fsicas del S.N.I

4.2.17. RESTRICCIN OPERATIVA REGIONAL.

Generacin forzada requerida por restricciones de transformacin, capacidad de

transmisin y/o soporte regional de voltaje, o estabilidad de Sistemas Elctricos

Regionales.

4.2.18. SEGURIDAD.

Estado de operacin que presenta un sistema elctrico en que, de ocurrir alguna

contingencia, permanece operando sin exceder la capacidad de los equipos, ni violar los

rangos permisibles de voltaje y frecuencia, ni afectar el servicio a los usuarios.

4.2.19. SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO (SNI).

Es el sistema integrado por los elementos del Sistema Elctrico conectados entre s, el

cual permite la produccin y transferencia de energa elctrica entre centros de

generacin y centros de consumo, dirigido a la prestacin del servicio pblico de

suministro de electricidad.

69


4.2.20. SISTEMA DE MEDICIN.

Son los componentes necesarios para la medicin de potencia y energa elctrica activa

y reactiva y de otros parmetros involucrados en la prestacin del servicio de

electricidad; incluyendo medidores, cables de conexin, equipos de proteccin,

transformadores de instrumentos y dems elementos necesarios para la medida, registro

y comunicacin de la informacin.

4.2.21. SISTEMA DE TRANSMISIN.

Son aquellas lneas transmisoras y subestaciones de transmisin utilizadas para el

transporte de energa elctrica desde el punto de entrega por un generador,

autogenerador hasta el punto de recepcin por un distribuidor o un gran consumidor,

incluyendo las lneas o subestaciones propiedad y/o operadas por autogeneradores,

grandes consumidores o distribuidores de acuerdo con la ley.

4.2.22. SUBESTACIN DE TRANSMISIN.

Es un conjunto de equipos de conexin y proteccin, conductores, barrastransformadores y otros equipos auxiliares que estn conectados a una o ms lneas de

transmisin. Podrn incluir equipos de proteccin para lneas de voltaje inferiores a90 KV pero no incluirn ninguna porcin de dichas lneas.

70

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Lneas de TransmisinConfabilidad de SEP

4.2.23. TRANSMISOR.

Empresa titular de la concesin para la prestacin del servicio de transmisin y la

transformacin de la tensin vinculada a la misma, desde el punto de entrega por un

generador o un autoproductor, hasta el punto de recepcin por un distribuidor o un gran

consumidor.

4.2.24. TRANSMISOR.

Es la persona jurdica titular de la concesin para la prestacin del servicio pblico detransmisin de energa elctrica a travs del sistema nacional de transmisin

(TRANSELECTRIC).

4.2.25. TRANSMISIN.

Es el transporte de energa elctrica por medio de lneas transmisoras interconectadas y

subestaciones de transmisin.

4.2.26. VOLTAJE

Es el valor de voltaje eficaz que registra un equipo de medicin analgico o digital yque corresponde a la raz cuadrada de la media de los cuadrados de los valores

instantneos.

71

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Lneas de TransmisinConfabilidaddeSEP

4.3. CLASIFICACIN DE LAS INTERRUPCIONES.

Algunas interrupciones, es el resultado de la salida de algunas componentes,

dependiendo de la configuracin del sistema, deben ser clasificadas de acuerdo a ciertos

criterios, de manera que la empresa que realice el anlisis tenga la herramienta para

aclarar o despejar dichas interrupciones.

Por otro lado, a cada ocurrencia en el sistema de transmisin, se le debe procurar

identificar una circunstancia o mecanismo que provoc el mal funcionamiento de la

componente, para definir los procedimientos que puedan minimizar sus reincidencias en

el sistema.

Es de vital importancia, relacionar las interrupciones con la duracin de las mismas el

motivo de salida de la componente y las condiciones climticas en el momento de la

interrupcin.

Esto facilitar un anlisis de la situacin del desempeo, para determinar las

responsabilidades de la componente en el sistema, adems de las pocas del ao en las

cules el clima contribuye a una acentuada continuidad de servicio.

72

Sistemas Elctricos de Potencia. Conflabilidad de Lneas de TransmisinConflabilidad de SEP

4.3.1. INTERRUPCIONES CONSIDERADAS.

Las interrupciones que deben ser incluidas para los clculos de los ndices de

conflabilidad son todas aquellas resultantes de las salidas de una o ms componentes

que afectan a los usuarios suministrados por el sistema a ser analizado.

4.3.2. CLASIFICACIN SEGN LA DURACIN.

> MOMENTNEA.

Una interrupcin momentnea, es una interrupcin que tiene una duracin limitada

( segundos o pocos minutos ), el perodo requerido para restaurar el servicio ya sea

por operaciones automticas, por control supervisorio o maniobra donde se

encuentre un operador inmediatamente disponible.

V TEMPORAL.

Una interrupcin temporal, es una interrupcin que tiene una duracin limitada

(horas), el perodo requerido para restaurar el servicio ya sea por operaciones

automticas, por control supervisorio o maniobra donde no se encuentre un

operador inmediatamente disponible.

73

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Lneas de TransmisinConfabilidad de SEP

> SOSTENIDA.

Una interrupcin sostenida, es una interrupcin no clasificada como interrupcin

momentnea o temporal.

4.3.3. CLASIFICACIN SEGN EL ORIGEN.

> EXTERNA AL SISTEMA.

Aquella que resulta de una salida de componente que no pertenece al sistema

considerado.

> INTERNA DEL SISTEMA.

Aquella que resulta de una salida de componente que pertenece al sistema

considerado.

4.3.4. CLASIFICACIN SEGN LA CAUSA.

Esta clasificacin se refiere a la causa de la salida que provoca la interrupcin.

74


> PROGRAMADA.

Aquella que resulta de la retirada deliberada de servicio de una componente, por un

tiempo preestablecido, usualmente para fines de construccin o mantenimiento. Los

agentes, a los cules se les retira el suministro son previamente avisados.

Esta se divide en:

ALTERACIN PROGRAMADA.

Aquella en que se incluyen todas las salidas provocadas por las necesidades de

mejorar o de ampliar la instalacin en operacin. Se subdivide en: alteracin paramejora, y alteracin para ampliacin.

MANTENIMIENTO.

Aquella que incluye todas las salidas necesarias para ensayar o corregir la

instalacin en operacin. Se subdivide en: mantenimiento preventivo, y

mantenimiento correctivo.

> NO PROGRAMADA.

Aquella que no se encuadra como una interrupcin programada ( es una interrupcin

causada por una salida forzada.)

75


Esta se divide en:

ALTERACIN NO PROGRAMADA.

Contaminacin, corrosin, fuego ( no provocado por la falla), inundacin, erosin,

vegetal, pjaros, otros animales, insectos, etc.

TERCEROS.

Vandalismo ( dao o interferencia intencional y/o voluntaria), accidente ( dao o

interferencia accidental) y empresas de servicios pblicos o sus contratadas.

FALLA HUMANA.

Error de operacin o accidente ( dao o interferencia de la propia compaa o

contratado, responsable por la operacin y mantenimiento del sistema.)

PROPIA DEL SISTEMA.

Subidas de Voltaje, Sobrevoltaje, maniobras para localizar falla, maniobras por

seguridad o caractersticas constructivas del equipo.

76


FALLA DE LA COMPONENTE.

Falla de ajuste, falla del montaje, falla del proyecto, uso impropio del equipo,envejecimiento, falla de mantenimiento, falla de fabricacin ( responsable propio elfabricante), falla no relacionada a una falla desconocida.

OTRO ORGANISMO O COMPAA.

Ocasionada por otra concesionaria, usuarios, otro organismo de la empresa.

OTRAS.

En este grupo deber ser incluida toda causa cuya naturaleza sea de conocimiento

del informante, y que no se encuentre incluida en los puntos anteriores.

DESCONOCIDAS.

En este grupo deber ser incluida toda causa cuya naturaleza no sea de conocimiento

del informante.

77


4.3.5. CLASIFICACIN SEGN LAS CONDICIONES CLIMTICAS,

Los problemas provocados por las condiciones climticas requieren ser clasificados,

para analizarse en que grado de severidad un sistema est sujeto a fallas, la duracin dela interrupcin.

Esta se divide en:

> TIEMPO ADVERSO.

Son las condiciones climticas que causan una alta proporcin de salidas forzadas y

una demora en la reparacin de las componentes durante los perodos en que

persisten estas condiciones. Pueden ser seleccionadas como: chubascos, viento,

calor, etc.

> TIEMPO NORMAL.

Son las condiciones climticas no definidas como adversas

78


4.4. NDICES DE OPERACIN.


Indica la probabilidad en que una unidad generadora se encuentra operando

satisfactoriamente o apto para operar

horas disponibles del perodo estadstico

DISPONIBILIDAD = -

horas del periodo estadstico

unidad dimensional = adimensional

4.4.2. DISPONIBILIDAD PARA LNEAS DE TRANSMISIN.

DfSPL = - Al 00

donde:

DISPL = Disponibilidad para lneas de transmisin.

EXT. LT = Longitud de la Lnea de transmisin.

HD = Nmero de horas disponibles en el perodo estadstico.

HP = Nmero de horas del perodo estadstico.

i = contador de nmero de lnea de transmisin..

n - Nmero de lneas de transmisin.

79


4.4.3. DISPONIBILIDAD PARA TRANSFORMADORES.

DISPT = -i=J A" 100

donde:

DISPT = Disponibilidad para Transformadores.

Neq = Nmero total de Transformadores que pertenecen a la empresa observada.

4.4.4. DISPONIBILIDAD PARA REACTORES.

X HD,DISPR = -^ A'100

Neq X HP

donde:

DISPR = Disponibilidad para reactores.

Neq = Nmero total de reactores que pertenecen a la empresa observada.

80


4.4.5. TASA DE FALLAS.

Se define como la probabilidad del equipamiento o de una lnea de transmisin de

presentar una falla en el perodo estadstico.



Unidad dimensional = fallas / ( equipamiento x ao)

El clculo de la Tasa de fallas de equipamientos, deber ser usado siempre un valor

anualizado de horas del perodo estadstico (HP), considerando los doce ltimos meses,

es decir, 8760 horas.

4.4.6. TASA DE FALLAS PARA LNEAS DE TRANSMISIN.

It

^ nmero de fallas,.

a, EXTLTj100

donde:

TFL = Tasa de fallas lnea de transmisin.

81

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Lneas de TransmisinConfabilidaddeSEP

4.4.7. TASA DE FALLAS PARA TRANSFORMADORES.

nmero de fallas,.TFT = /=1 XS76Q

donde:

TFT = Tasa de Fallas para Transformadores.

Nmero de Fallas = nmero de fallas del transformador= nmero de horas de servicio del transformador "i".

HS = Nmero de horas de servicio del Transformador "i".

4.4.8. TASA DE FALLAS PARA REACTORES,

nmero de fallas,TFR = -= ^8760

1 = 1

donde:

TFR ~ Tasa de fallas para reactores

82



Se define como el valor medio entre dos perodos de tiempo de reparacin consecutivos

Y" HIRtT = -'=i 'nmero de fallas

unidad dimensional = horas

donde:

Tmr= Tiempo medio de reparacin.

HIRj= Nmero de horas en que una componente, se encuentra indisponible para operaro se encuentra en mantenimiento debido a un evento i

4.4.10. TIEMPO MEDIO DE REPARACIN DE LNEAS DE TRANSMISIN.

T1 _mrL

nmero de fallas

donde:

= Tiempo medio de reparacin de lneas de transmisin.

83


El clculo del tiempo medio de reparacin para transformadores y reactores se realiza

de la misma manera que en el caso de una lnea de transmisin.

4.4.11. NDICE DE PERDIDAS DE TRANSMISIN.

Se define como la contabilizacin porcentual de prdidas de energa en transmisin,

durante el perodo estadstico.

energa proporcin ada + consumo internoIr 1 R = 1

energa generada + energa comprada

84

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Redes de DistribucinConfiabilidad de SEP.

CONFABILIDAD DE REDES DEDISTRIBUCIN

5.1. INTRODUCCIN

Un sistema de distribucin como el mostrado a continuacin es el ltimo de las

componentes del sistema de potencia y el ms complejo, que finalmente entreganenerga elctrica, producida por las centrales, a los usuarios con los que se encuentran

directamente en contacto. El desempeo esta ntimamente relacionado al concepto,

construccin y calidad de los materiales y equipamientos utilizados, adems de las

condiciones ambientales, daos causados por terceros y trabajos de mantenimiento.

Esta diversidad de factores, aliada al efecto de que el sistema de distribucin depende de

la manipulacin de una inmensa cantidad de componentes, provoca un alto nmero de

interrupciones, que no siempre son del control de las empresas distribuidoras.

Por otro lado, los usuarios se toman cada vez ms exigentes en cuanto a la calidad del

abastecimiento de energa elctrica, debido a la utilizacin de equipos vulnerables a las

interrupciones y a sus varias necesidades personales.

85

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Redes de DistribucinConfabilidad de SEP.

Esto lleva a las empresas distribuidoras a la preocupacin de la prestacin de un servicio

de mayor calidad, procurando siempre dar continuidad a la demanda de energa.

Para cumplir este objetivo, es conveniente pasar a evaluar el desempeo del sistema,como tambin a aplicar el sentido de planeamiento del proyecto, construccin y

mantenimiento de redes de distribucin, como tambin la calidad de los materiales y

equipos utilizados.

5.2. CONCEPTOS BSICOS.

5.2.1. ACOMETIDA.

Es la instalacin comprendida entre el punto de entrega de la electricidad al usuario y la

red pblica del Distribuidor.

5.2.2. ALIMENTADOR.

Lnea de conduccin elctrica directa conectada a una subestacin de distribucin que

suministra energa a los usuarios.

5.2.3. REA DE CONTROL.

Conjunto de centrales generadoras, subestaciones y lneas dentro de una zonageogrfica, determinada por e CENACE.

86

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Redes de DistribucinConfabilidad de SEP.

5.2.4. CASO FORTUITO.

Accin de las fuerzas de la naturaleza que no hayan podido preverse o que previstas no

hayan podido ser evitadas.

5.2.5. CATEGORA GENERAL.

Servicio elctrico destinado a los consumidores en actividades diferentes a la categora

residencial; bsicamente comprende, el comercio, la prestacin de servicios pblicos y

privados, y la industria.

5.2.6. CATEGORA RESIDENCIAL.

Servicio elctrico destinado exclusivamente al uso domstico de los consumidores, es

decir, dentro de la residencia de la unidad familiar. Incluidos los consumidores de

escaso recursos y bajos consumos que tienen integrada a su vivienda una pequeaactividad comercial o artesanal.

5.2.7. CLIENTE.

Es la persona natural o jurdica que contrata con un concesionario la compra, comprade excedentes, entrega, transportacin, almacenaje, distribucin, o cualquier otroservicio distinto al uso de la energa elctrica, y el cual no se encuentra sujeto a tarifaregulada y en consecuencia se puede fijar contractualmente entre las partes.

87

Sistemas Elctricos de Potencia. Confabilidad de Redes de DistribucinConfabilidad de SEP.

5.2.8. COMERCIALIZACIN.

Actividad que forma parte de las obligaciones del distribuidor, dirigida a la venta de

energa elctrica a los consumidores y que consiste en la medicin del consumo,

facturacin, cobranza y dems aspectos relacionados con la utilizacin de la energa

elctrica.

5.2.9. CONSUMIDOR.

Persona natural o jurdica que recibe el servicio elctrico debidamente autorizado por elGenerador o Distribuidor, dentro del rea de concesin. Incluye al Consumidor final y

al Gran Consumidor.

5.2.10. CONSUMIDOR COMERCIAL.

Persona natural o jurdica, pblica o privada, que utiliza los servicios de energaelctrica para fines de negocio, actividades profesionales o cualquier otra actividad

con fines de lucro.

5.2.11. CONSUMIDOR FINAL.

Es la persona natural o jurdica que hace uso de la energa elctrica proporcionada porel distribuidor, previo contrato celebrado por las partes y cuyo suministro est sujetoa las tarifas establecidas en la ley de rgimen del sector elctrico

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Redes de DistribucinConfiabilidaddeSEP.

5.2.12. CONSUMIDOR INDUSTRIAL.

Persona natural o jurdica, pblica o privada, que utiliza los servicios de energaelctrica para la elaboracin o transformacin de productos por medio de cualquier

proceso industrial.

5.2.13. CONSUMIDOR REGULADO.

Consumidor ubicado en el rea de servicio de un distribuidor, cuyo abastecimiento de

electricidad est sujeto a las regulaciones y tarifas establecidas por la Ley.

5.2.14. DISTRIBUIDOR.

Es la persona natural o jurdica titular de una concesin para la prestacin de serviciopblico de distribucin de energa elctrica por virtud de la cul asume la obligacin de

prestar el suministro de electricidad a los consumidores finales ubicados dentro del rea

respecto de la cual goza de exclusividad regulada.

5.2.15. DISTRIBUCIN.

Es la conduccin de energa elctrica desde los puntos de entrega del transmisor al

distribuidor hasta los puntos de suministro a los usuarios o consumidores finales.

89

Sistemas Elctricos de Potencia. Confiabilidad de Redes de DistribucinConfiabilidad de SEP.

5.2.16. EXCLUSIVIDAD REGULADA.

Es el rgimen jurdico que establece el derecho y la obligacin de prestar el serviciopblico de energa elctrica, con exclusin de cualquier otro concesionario, de acuerdo

con las condiciones establecidas en la ley, sus reglamentos y el contrato de concesin.

5.2.17. FACTOR DE CARGA.

Es la relacin entre la demanda promedio de un perodo establecido con respecto a la

demanda mxima del mismo perodo.

5.2.18. SERVICIO.

La utilizacin de la electricidad por parte del Consumidor.

5.2.19. SUMINISTRO.

Es el conjunto de actos y trabajos necesarios para proporcionar energa elctrica a cadausuario.

5.2.20. USUARIO.

Es indistintamente un cliente o un consumidor final.

90


Confiabilidad de Redes de Distribucin

5.3. CLASIFICACIN DE LAS COMPONENTES DE UNSISTEMA DE DISTRIBUCIN.

SISTEMA DE DISTRIBUCIN

FIG. 5.1. DIAGRAMA DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIN.

La FIG. 5.1. es la representacin de un sistema de distribucin, en el cul, se tiene los

siguientes componentes bsicos:

Lnea de Subtransmisin.

Subestacin de Distribucin.

Alimentador de Distribucin.

Lnea de Distribucin.

confiabilidad lineas, centrales y redes

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